DE3936391A1 - Brueckengleichrichter - Google Patents

Description

Zur Gleichrichtung von Wechselspannungen werden be­ kanntlich Brückengleichrichter verwendet, die den Vor­ teil haben, daß sie beide Halbwellen der gleichzurich­ tenden Wechselspannung gleichrichten. Ein Brücken­ gleichrichter hat vier Brückenzweige, und in jedem Brückenzweig befindet sich eine Diode. Zwei Brücken­ zweige ergeben jeweils einen Strompfad, wobei der eine Strompfad von einem Strom in der einen Halbwelle der gleichzurichtenden Wechselspannung und der andere Strompfad von einem Strom in der anderen Halbwelle der gleichzurichtenden Wechselspannung durchflossen wird.

Bei der Integration eines Brückengleichrichters werden heute im allgemeinen Siliziumdioden als Gleichrichter­ dioden verwendet. Während jeder Halbwelle der gleichzu­ richtenden Wechselspannung werden jeweils zwei Silizi­ umdioden vom Strom durchflossen, was einen Spannungsab­ fall von ca. 2×0,75=1,5 V ergibt. Dieser Spannungs­ abfall ist relativ groß. Der Erfindung liegt die Auf­ gabe zugrunde, einen Brückengleichrichter in Silizi­ umtechnik anzugeben, der einen geringeren Spannungsab­ fall verursacht als ein bekannter Brückengleichrichter. Diese Aufgabe wird durch einen Brückengleichrichter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungs­ beispiel erläutert.

Die Fig. 1 zeigt einen bekannten Brückengleichrichter mit den vier Brückenzweigen 1, 2, 3 und 4. In den vier Brückenzweigen befinden sich die Dioden 5, 6, 7 und 8. Während der einen (positiven) Halbwelle fließt der Strom durch die Diode 5 des ersten Brückenzweigs 1, durch den Verbraucher R1 und durch die Diode 7 des Brückenzweigs 3. Während der anderen (negativen) Halb­ welle der gleichzurichtenden Wechselspannung fließt der Strom durch die Diode 6 des Brückenzweigs 2, durch den Verbraucher R1 und durch die Diode 8 des Brückenzweigs 4. Während jeder Halbwellengleichrichtung erfolgt ein Spannungsabfall an zwei Halbleiterdioden mit einer Gesamtspannung von ca. 1,5 V.

Die Fig. 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Brücken­ gleichrichter mit den vier Brückenzweigen 1, 2, 3 und 4. Beim erfindungsgemäßen Brückengleichrichter der Fig. 2 befindet sich im Brückenzweig 1 ein als Diode geschalteter Mehrkollektortransistor T1, im Brücken­ zweig 2 ein als Diode geschalteter Mehrkollektortran­ sistor T2, im Brückenzweig 3 die Parallelschaltung eines Transistors T3 mit einem Widerstand R2 und im Brückenzweig 4 die Parallelschaltung eines Transi­ stors T4 mit einem Widerstand R3. Die Basis des Transi­ stors T3 im Brückenzweig 3 wird gemäß der Fig. 2 von einem Kollektor (K4) des Transistors T1 angesteuert, während die Basis des Transistors T4 im Brückenzweig 4 gemäß der Fig. 2 durch einen Kollektor (K4′) des Tran­ sistors T2 angesteuert wird. Die Transistoren T3 und T4 sind Schalttransistoren. Die Multikollektortransistoren T1 und T2 sind im Ausführungsbeispiel pnp-Transistoren.

Im Betriebszustand fließt der Strom in der einen Halb­ welle durch den Emitter des Transistors T1 und teilt sich in vier Kollektorströme (K1, K2, K3, K4) sowie in den Basisstrom des Transistors T1 auf. Bei Stromfluß durch den als Diode geschalteten Transistor T1 steuert der Kollektor K4 des Transistors T1 die Basis des Tran­ sistors T3 an und schaltet dadurch den Transistor T3 leitend. Ein leitend geschalteter Transistor hat einen wesentlich geringeren Spannungsabfall als eine Diode, so daß der Spannungsabfall beim Brückengleichrichter der Fig. 2 wesentlich geringer ist als beim Brücken­ gleichrichter der Fig. 1.

In der einen Halbwelle der Wechselspannung durchläuft der Strom einen Strompfad, der durch den Transistor T1 im Brückenzweig 1, den Verbraucherwiderstand 4 und die Parallelschaltung des Transistors T3 mit dem Widerstand R2 im Brückenzweig 3 gebildet werden. Während der ande­ ren Halbwelle der Wechselspannung durchläuft der Strom einen Strompfad, der durch die Parallelschaltung des Widerstandes R3 mit dem Transistor T4 im Brückenzweig 4, den Verbraucherwiderstand R4 und den Transistor T2 im Brückenzweig 2 gebildet wird. Beim Durchlaufen des zweiten Strompfades in der zweiten Halbwelle ist der vom Kollektor K4′ des Transistors T2 angesteuerte Tran­ sistor T4 leitend geschaltet. Die Kollektoren K1 bis K3 des Transistors T1 und die Kollektoren K1′ bis K3′ des Transistors T2 sind zusammengeführt. Anstelle von nur einem Kollektor können die Basen der Transistoren T3 und T4 auch von mehreren Kollektoren des Transistors T1 bzw. des Transistors T2 angesteuert werden.

Ohne die Widerstände R2 und R3 wären die beiden Schalt­ transistoren T3 und T4 so hochohmig, daß kein Strom in den Strompfaden fließen könnte. Die Widerstände R2 und R3 sorgen dafür, daß in den Strompfaden für die beiden Halbwellen so viel Strom fließen kann, daß der Steuer­ mechanismus "Multikollektortransistor - Basis Schalt­ transistor" funktioniert und die Schalttransistoren durchgeschaltet werden können. Die Widerstände R2 und R3 werden vorzugsweise so gewählt, daß der genannte Steuermechanismus gerade funktioniert.

Claims (4)

1. Brückengleichrichter mit vier Brückenzweigen, da­ durch gekennzeichnet, daß in zwei aneinander grenzenden Brückenzweigen als Diode geschaltete Mehrkollektortran­ sistoren vorgesehen sind, daß in den anderen beiden aneinander grenzenden Brückenzweigen jeweils die Parallelschaltung eines Widerstandes mit einem Schalt­ transistor vorgesehen ist und daß die Basen der paral­ lel geschalteten Schalttransistoren jeweils mit einem oder mehreren Kollektoren desjenigen Mehrkollektortran­ sistors verbunden sind, der in demjenigen Brückenzweig angeordnet ist, der nicht an den Brückenzweig grenzt, in dem der von ihm angesteuerte Schalttransistor ange­ ordnet ist.

2. Brückengleichrichter nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß diejenigen Kollektoren, die nicht zur Ansteuerung der Schalttransistoren dienen, zusammenge­ führt sind.

3. Brückengleichrichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände derart gewählt sind, daß gerade soviel Strom fließen kann, daß die Basen der Schalttransistoren durch die Mehrkollektor­ transistoren durchgeschaltet werden können.

4. Brückengleichrichter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Multikollektortran­ sistoren Siliziumtransistoren vom pnp-Typ sind, während die Schalttransistoren vom npp-Typ sind.